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气浮的基本原理
1、带气絮粒的上浮和气浮表 面负荷的关系 
粘附气泡的絮粒在水中上浮时，在宏观上将受到重力G浮力F等外力的影响。带气絮粒上浮 时的速度由牛顿第二定律可导出，上浮速度取决于水和带气絮粒的密度差，带气絮粒的直径（或特征直径）以及水的温度、流态。如果带带气絮粒中气泡所占比例越 大则带气絮粒的密度就越小；而其特征直径则相应增大，两者的这种变化可使上浮速度大大提高。
然而实际水流中；带气絮粒 大小不一，而引起的阻力也不断变化，同时在气浮中外力还发生变化，从而气泡形成体和上浮速度也在不断变化。具体上浮速度可按照实验测定。 根据测定的上浮速度值可以确 定气浮的表面负荷。而上浮速度的确定须根据出水的要求确定。
2、水中絮粒向气泡粘附 
如前所述，气浮处理法对水 中污染物的主要分离对象，大体有两种类型即混凝反应的絮凝体和颗粒单体。气浮过程中气泡对混凝絮体和颗粒单体的结合可以有三种方式，即气泡顶托，气泡裹携 和气粒吸附。显然，它们之间的裹携和粘附力的强弱，即气、粒（包括絮废体）结合的牢固程度与否，不仅与颗粒、絮凝体的形状有关，更重要的受水、气、粒三相 界面性质的影响。水中活性剂的含量，水中的硬度，悬浮物的浓度，都和气泡的粘浮强度有着密切的。气浮运行的好坏和此有根本的关联。在实际应用中质须调整水质。

3.水中气泡的形成及其特性 
形成气泡的大小和强度取决 于空气释放时各种用途条件和水的表面张力大小。（表面张力是大小相等方向相反，分别作用在表面层相互接触部分的一对力，它的作用方向总是与液面相切。） 
（1）气泡半径越小，泡内所受附 加压强越大，泡内空气分子对气泡膜的碰撞机率也越多、越剧烈。因此要获得稳定的微细泡，气泡膜强度要保证。 
（2）气泡小，浮速快，对水体的 扰动小，不会撞碎絮粒。并且可增大气泡和絮粒碰撞机率。但并非气泡越细越好，气泡过细影响上浮速度，因而气浮池的大小和工程造价。此外投加一定量的表面活 性剂，可有效降低水的表面张力系数，加强气泡膜牢度，r也变小。 
（3）向水中投加高溶解性无机盐，可使气泡膜牢度削弱，而使气泡容易破裂或并大。

4、表面活性剂 和混凝剂在气浮分离中的作用和影响 
（1）表面活性物质影响 
如水中缺少表面活性物质 时，小气泡总有突破泡壁与大泡并合的趋势，从而破坏气浮体稳定。此时就需要向水中投加起泡剂，以保证气浮操作中气泡的稳定。所谓起泡剂，大多数是由性一 非性分子组成的表面活性剂，表面活性剂的分子结构符号一般用0表示，圆头端表示性基，易 溶于水，伸向水中（因为水是强性分子）；尾端表示非性基，为疏水基，伸人气泡。由于同号电荷的相斥作用，从而防止气泡的兼并和破灭，增强了泡沫稳定 性，因而多数表面活性剂也是起泡剂。 
对有机污染物含量不多的废水进行气浮法处理时，气泡的分散度和泡沫的稳定性可能时是必须的（例如饮用水的 气浮过滤）。但是当其浓度超过一定限度后由于表面活性物质增多，使水的表面张力减小，水中污染粒子严重乳化，表面电位增高，此时水中含有与污染粒子相同荷 电性的表面活性物的作用则转向反面，这时尽管起泡现象强烈，泡沫形成稳定；但气一粒粘附不好，气浮效果变低。因此，如何掌握好水中表面活性物质的较佳含 量，便成为气浮处理需要探讨的重要课题之一。 
（2）混凝剂投加产生的带电絮粒
对含有细分散亲水性颗粒杂 质（例如纸浆、煤泥等）的工业废水，采用气浮法处理时，除应用前述的投加电解质混凝剂进行表面电中和方法外，还可向水中投加（或水中存在）浮选剂，也可使 颗粒的亲水性表面改变为疏水性，并能够与气泡粘附。当浮选剂（亦属二亲分子组成的表面活性物）的性端被吸附在亲水性颗粒表面后，其非性端则朝向水中， 这样具有亲水性表面的物质即转变为疏水性，从而能够与气泡粘附，并随其上浮到水面。
浮选剂的种类很多，使用时能否起作用，先在于它的性端能否附着在亲水性污染物质表面，而其与气泡结合力的强弱，则又取决于其非性端链的长短。 
如分离洗煤废水中煤粉时所 采用的浮选剂为脱酚轻油、中油、柴油、煤油或松油等 

（三）、气浮工艺的形式 
气浮净水工艺已开发出多种 形式。按其产生气泡方式可分为：布气法气浮（包括转子碎气法、微孔布气法，叶轮散气浮选法等）电解气浮法；生化气浮法（包括生物产气气浮法，化学产气气浮）；溶解空气气浮（包括真空气浮法，压力气浮法的全溶气式、部分溶气式及部分回流溶气式）。 
（一）布气气浮 
布气气浮是利用机械剪切 力，将混合于水中的空气碎成细小的气泡，以进行气浮的方法。按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为：水泵吸水管吸气浮、射流气浮、扩散板曝气浮选以及叶轮 气浮等四种。 
1、水泵吸水管吸人空气气浮 
这是较简单的一种气浮方 法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空气量不宜过多， 一般不大于吸水量的10%（按体积计），否则将破坏 水泵吸水管的负压工作。另外，气泡在水泵内被破碎的不够*，粒度大，气浮效果不好，这种方法用于处理通过除油池后的含油废水，除油效率一般为50%~65%。 
2、射流气浮 
采用以水带气射流器向废水 中混入空气进行气浮的方法。射流器由喷嘴射出的高速水流使吸人室形成负压，并从吸气管吸人空气，在水气混合体进入喉管段后进行激烈的能量交换，空气被粉碎 成微小气泡，然后直人扩散段，动能转化为势能，进一步压缩气泡、增大了空气在水中的溶解度，较终进入气浮池中进行气水分离。射流器各部位的尺寸及有关参 数，一般都是通过试验来确定其较佳尺寸的。 
3、扩散板曝气气浮 
这种布气浮比较传统，压缩 空气通过具有微细孔隙的扩散板或扩散管，使空气以细小气泡的形式进入水中，但由于扩散装置的微孔过小易于堵塞。若微孔板孔径过大，必须投加表面活性剂，方 可形成可利用的微小气泡，从而导致该种方法使用受到限制。但近年研制、开发的弹性膜微孔曝气器，克服了扩散装置微孔易堵或孔径大等缺点，用微孔弹性材料制 成的微孔盘起到扩张、关闭作用。 
4、叶轮气浮 
叶轮在电机的驱动下高速旋 转，在盖板下形成负压吸入空气，废水由盖板上的小孔进入， 在叶轮的搅动下，空气被粉碎 成细小的气泡，并与水充分混合成水气混合体经整流板稳流后，在池体内平稳地垂直上升，进行气浮。形成的泡沫不断地被缓慢转动的刮板刮出槽外。 
叶轮直径一般多为200~400mm，较大不超过600~700mm。叶轮的转速多采用900～1500r／min，圆周线速度则为10～15m/s。气浮池充水深度与吸气量 有关一般为1.5～2.0m但不超过3m。叶轮与导向叶片间的间距 也能够影响吸气量的大小，实践证明，此间距超过8mm将使进气量大大降低。 
这种气浮设备适用于处理水 量小，而污染物质浓度高的废水。除油效果一般可达80％左右，布气气浮的优点是 设备简单，易于实现。但其主要的缺点是空气被粉碎的不够充分，形成的气泡粒度较大，一般都不小于0.1mm。这样，在供气量一定的条 件下，气泡的表面积小，而且由于气泡直径大，运动速度快，气泡与被去除污染物质的接触时间短，这些因素都使布气浮达不到的去除效果。